Resum: L'any 1987, el subcomitè tècnic de la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) 17D va redactar el document tècnic titulat "requisits per a la coordinació d'aïllament al suplement 1 a iec439", que va introduir formalment la coordinació de l'aïllament en els aparells i control de baixa tensió. equipament.En la situació actual de la Xina, en els productes elèctrics d'alta i baixa tensió, la coordinació d'aïllament dels equips segueix sent un gran problema.A causa de la introducció formal del concepte de coordinació d'aïllament en equips de control i aparells de baixa tensió, només és qüestió de gairebé dos anys.Per tant, és un problema més important tractar i resoldre el problema de coordinació de l'aïllament del producte.
Paraules clau: Materials aïllants i aïllants per a aparells de baixa tensió
La coordinació de l'aïllament és un tema important relacionat amb la seguretat dels productes d'equips elèctrics, i sempre s'ha prestat atenció des de tots els aspectes.La coordinació d'aïllament es va utilitzar per primera vegada en productes elèctrics d'alta tensió.L'any 1987, el document tècnic titulat "Requisits per a la coordinació d'aïllament al suplement 1 a iec439" va ser redactat pel subcomitè tècnic de la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) 17D, que va introduir formalment la coordinació d'aïllament en l'aparell de baixa tensió i equips de control.Pel que fa a la situació real del nostre país, la coordinació de l'aïllament dels equips segueix sent un gran problema en productes elèctrics d'alta i baixa tensió.Les estadístiques mostren que l'accident causat pel sistema d'aïllament representa entre el 50% i el 60% dels productes elèctrics a la Xina.A més, només fa dos anys que el concepte de coordinació d'aïllament es cita formalment en els equips de control i commutació de baixa tensió.Per tant, és un problema més important tractar i resoldre el problema de coordinació de l'aïllament del producte.
2. Principi bàsic de coordinació de l'aïllament
La coordinació d'aïllament significa que les característiques d'aïllament elèctric de l'equip es seleccionen segons les condicions de servei i l'entorn circumdant de l'equip.Només quan el disseny de l'equip es basa en la força de la funció que té en la seva vida prevista, es pot realitzar la coordinació de l'aïllament.El problema de la coordinació de l'aïllament no només ve de l'exterior de l'equip sinó també del propi equipament.És un problema que implica tots els aspectes, que s'hauria de considerar de manera integral.Els punts principals es divideixen en tres parts: en primer lloc, les condicions d'ús de l'equip;El segon és l'entorn d'ús de l'equip i el tercer és la selecció de materials d'aïllament.
(1) Condicions de l'equip
Les condicions d'ús de l'equip fan referència principalment a la tensió, camp elèctric i freqüència utilitzats per l'equip.
1. Relació entre la coordinació d'aïllament i la tensió.En considerar la relació entre la coordinació de l'aïllament i la tensió, s'ha de tenir en compte la tensió que es pot produir al sistema, la tensió generada per l'equip, el nivell de tensió continuada requerida i el perill de seguretat personal i accident.
1. Classificació de tensió i sobretensió, forma d'ona.
a) Tensió de freqüència de potència contínua, amb tensió constant R, m, s
b) Sobretensió temporal, sobretensió de freqüència elèctrica durant molt de temps
c) Sobretensió transitòria, sobretensió durant uns quants mil·lisegons o menys, generalment alta oscil·lació o no oscil·lació d'amortiment.
——Una sobretensió transitòria, generalment unidireccional, que arriba a un valor màxim de 20 μ s
——Pre sobretensió d'ona ràpida: una sobretensió transitòria, generalment en una direcció, que arriba a un valor màxim de 0,1 μ s
——Sobretensió del front d'ona empinada: una sobretensió transitòria, generalment en una direcció, que assoleix el valor màxim a TF ≤ 0,1 μ s.La durada total és inferior a 3MS i hi ha una oscil·lació de superposició i la freqüència d'oscil·lació és entre 30 kHz < f < 100 MHz.
d) Sobretensió combinada (temporal, avançada lent, ràpida, pronunciada).
Segons el tipus de sobretensió anterior, es pot descriure la forma d'ona de tensió estàndard.
2. La relació entre la tensió de CA o CC a llarg termini i la coordinació de l'aïllament s'ha de considerar com a tensió nominal, tensió nominal d'aïllament i tensió de treball real.En el funcionament normal i a llarg termini del sistema, cal tenir en compte la tensió d'aïllament nominal i la tensió de treball real.A més de complir els requisits de la norma, hauríem de prestar més atenció a la situació real de la xarxa elèctrica de la Xina.En la situació actual que la qualitat de la xarxa elèctrica no és alta a la Xina, quan es dissenyen productes, la possible tensió de treball real és més important per a la coordinació de l'aïllament.
La relació entre la sobretensió transitòria i la coordinació de l'aïllament està relacionada amb la condició de sobretensió controlada en el sistema elèctric.En el sistema i l'equip, hi ha moltes formes de sobretensió.La influència de la sobretensió s'ha de considerar exhaustivament.En el sistema d'alimentació de baixa tensió, la sobretensió es pot veure afectada per diversos factors variables.Per tant, la sobretensió del sistema s'avalua mitjançant un mètode estadístic, reflectint un concepte de probabilitat d'ocurrència, i es pot determinar mitjançant el mètode d'estadístiques de probabilitat si es necessita un control de protecció.
2. Categoria de sobretensió dels equips
Segons les condicions de l'equip, el nivell d'operació de tensió contínua a llarg termini requerit es dividirà directament en classe IV per la categoria de sobretensió de l'equip d'alimentació de la xarxa de baixa tensió.Els equips de categoria de sobretensió IV són els equips utilitzats a l'extrem d'alimentació del dispositiu de distribució, com ara l'amperímetre i els equips de protecció de corrent de l'etapa anterior.L'equip de sobretensió de classe III és la tasca d'instal·lació al dispositiu de distribució, i la seguretat i l'aplicabilitat de l'equip han de complir els requisits especials, com ara l'aparell de distribució del dispositiu de distribució.Els equips de classe de sobretensió II són els equips consumidors d'energia alimentats per dispositiu de distribució, com ara la càrrega per a ús domèstic i finalitats similars.Els equips de classe de sobretensió I estan connectats a l'equip que limita la sobretensió transitòria a un nivell molt baix, com un circuit electrònic amb protecció contra sobretensió.Per als equips no alimentats directament per xarxa de baixa tensió, s'ha de tenir en compte la tensió màxima i la combinació greu de les diverses situacions que es poden produir en els equips del sistema.
Quan l'equip ha de funcionar en una situació de categoria de sobretensió de nivell superior, i l'equip en si no té prou categoria de sobretensió permesa, s'han de prendre mesures per reduir la sobretensió al lloc i es poden adoptar els mètodes següents.
a) Dispositiu de protecció contra sobretensió
b) Transformadors amb bobinatge aïllat
c) Un sistema de distribució de circuits múltiples amb ona de transferència distribuïda que travessa energia de tensió
d) Capacitat capaç d'absorbir l'energia de sobretensió
e) Dispositiu amortidor capaç d'absorbir l'energia de sobretensió
3. Camp elèctric i freqüència
El camp elèctric es divideix en camp elèctric uniforme i camp elèctric no uniforme.En els aparells de baixa tensió, generalment es considera que és en el cas de camp elèctric no uniforme.El problema de la freqüència encara està en consideració.En general, la baixa freqüència té poca influència en la coordinació de l'aïllament, però l'alta freqüència encara té influència, especialment en els materials d'aïllament.
(2) La relació entre la coordinació de l'aïllament i les condicions ambientals
El macroentorn on es troba l'equip afecta la coordinació de l'aïllament.A partir dels requisits d'aplicació pràctica i estàndards actuals, el canvi de pressió de l'aire només té en compte el canvi de pressió de l'aire causat per l'altitud.S'ha ignorat el canvi diari de pressió de l'aire i també s'han ignorat els factors de temperatura i humitat.Tanmateix, si hi ha requisits més precisos, s'han de tenir en compte aquests factors.Des del micro entorn, el macro entorn determina el micro entorn, però el micro entorn pot ser millor o pitjor que l'equip de macro entorn.Els diferents nivells de protecció, calefacció, ventilació i pols de la carcassa poden afectar el microentorn.El microentorn té disposicions clares en els estàndards pertinents.Vegeu la Taula 1, que proporciona la base per al disseny del producte.
(3) Coordinació d'aïllament i materials d'aïllament
El problema del material aïllant és força complex, és diferent del gas, és un mitjà aïllant que no es pot recuperar un cop malmès.Fins i tot l'esdeveniment de sobretensió accidental pot causar danys permanents.En l'ús a llarg termini, els materials d'aïllament es trobaran amb diverses situacions, com ara accidents de descàrrega, etc. i el propi material d'aïllament es deu a diversos factors acumulats durant molt de temps, com ara l'estrès tèrmic, la temperatura, l'impacte mecànic i altres tensions s'acceleraran. el procés d'envelliment.Per als materials d'aïllament, a causa de la varietat de varietats, les característiques dels materials d'aïllament no són uniformes, tot i que hi ha molts indicadors.Això comporta certa dificultat en la selecció i utilització de materials aïllants, motiu pel qual no es consideren actualment altres característiques dels materials aïllants, com ara l'estrès tèrmic, les propietats mecàniques, les descàrregues parcials, etc.La influència de l'estrès anterior sobre els materials d'aïllament s'ha discutit a les publicacions de l'IEC, que poden tenir un paper qualitatiu en l'aplicació pràctica, però encara no és possible fer una guia quantitativa.Actualment, hi ha molts productes elèctrics de baixa tensió utilitzats com a indicadors quantitatius per a materials aïllants, que es comparen amb el valor CTI de l'índex de marca de fuites, que es pot dividir en tres grups i quatre tipus, i la resistència a l'índex de marca de fuites PTI.L'índex de marca de fuites s'utilitza per formar traces de fuites deixant caure el líquid contaminat amb aigua a la superfície del material aïllant.Es dóna la comparació quantitativa.
Aquest cert índex de quantitat s'ha aplicat al disseny del producte.
3. Verificació de la coordinació de l'aïllament
Actualment, el mètode òptim per verificar la coordinació de l'aïllament és utilitzar la prova dielèctrica d'impuls, i es poden seleccionar diferents valors de tensió d'impuls nominal per a diferents equips.
1. Verificar la coordinació d'aïllament dels equips amb prova de tensió d'impuls nominal
1,2/50 de tensió nominal d'impuls μ S forma d'ona.
La impedància de sortida del generador d'impulsos de la font d'alimentació de prova d'impuls ha de ser generalment superior a 500 Ω, el valor nominal de la tensió d'impuls s'ha de determinar segons la situació d'ús, la categoria de sobretensió i la tensió d'ús a llarg termini de l'equip, i s'ha de corregir segons a l'altitud corresponent.Actualment, s'apliquen algunes condicions de prova als aparells de baixa tensió.Si no hi ha una estipulació clara sobre la humitat i la temperatura, també hauria d'estar dins de l'àmbit d'aplicació de la norma per a l'aparell complet.Si l'entorn d'ús de l'equip està fora de l'abast aplicable del conjunt d'aparells, s'ha de considerar que s'ha corregit.La relació de correcció entre la pressió de l'aire i la temperatura és la següent:
K=P/101,3 × 293 (Δ T＋293)
K – paràmetres de correcció de pressió i temperatura de l'aire
Δ T – diferència de temperatura K entre la temperatura real (de laboratori) i T = 20 ℃
P: pressió real kPa
2. Prova dielèctrica de la tensió d'impuls alternativa
Per als aparells de baixa tensió, es pot utilitzar la prova de CA o CC en lloc de la prova de tensió d'impuls, però aquest tipus de mètode de prova és més sever que la prova de tensió d'impuls, i hauria de ser acceptat pel fabricant.
La durada de l'experiment és de 3 cicles en el cas de la comunicació.
Prova de corrent continu, cada fase (positiva i negativa) respectivament s'aplica tensió tres vegades, cada vegada que la durada és de 10 ms.
1. Determinació de la sobretensió típica.
2. Coordinar amb la determinació de la tensió de resistència.
3. Determinació del nivell d'aïllament nominal.
4. Procediment general de coordinació d'aïllaments.
Hora de publicació: 20-feb-2023